Indukcja elektryczna

Indukcja elektryczna (przesunięcie elektryczne) jest to wielkość fizyczna wektorowa, charakteryzująca pole elektryczne wewnątrz dielektryka, umieszczonego w zewnętrznym polu elektrycznym.

Dla ciał izotropowych obowiązuje następujący wzór:

gdzie:

wektor D - indukcja elektryczna,
wektor E - natężenie pola elektrycznego,
ε - współczynnik przenikalności elektrycznej (stała dielektryczna).

Jak widać wektory indukcji i natężenia pola są równoległe, ale mają różne długości. Wektor indukcji został wprowadzony dla opisu pola w obecności dielektryków.

Po co wprowadzać ten dodatkowy wektor? Gdy umieścimy dielektryk w polu elektrycznym, w skali mikroskopowej następuje pewne przemieszczenie ładunków elektrycznych cząsteczek składowych dielektryka tak, że ulega on pewnej polaryzacji (choć jako całość jest nadal obojętny), opisanej wektorem polaryzacji P. Ta polaryzacja zostaje uwzględniona przy określaniu właśnie indukcji elektrycznej.

$\vec{D} = \epsilon_0 \vec{E}+\vec{P}$

Wektor indukcji elektrycznej jest związany z ładunkami swobodnymi, wektor polaryzacji z ładunkami indukowanymi, a wektor natężenia ze wszystkimi łącznie.

Indukcja elektryczna nie zależy od środowiska, w którym występuje pole elektryczne.

Jednostką indukcji elektrycznej w układzie SI jest 1 A·s/m².

Ciekawostki

Wektor indukcji elektrycznej jest jednym z czterech wektorów, które występują w słynnych równaniach Maxwella.

Gęstość powierzchniowa ładunku

Stosunek ładunku Q do powierzchni S, na której jest zgromadzony nazywamy gęstością powierzchniową ładunku (oznaczamy przez σ).

Prawo Gaussa

Strumień indukcji elektrycznej przez dowolną powierzchnię zamkniętą jest równy całkowitemu ładunkowi zawartemu wewnątrz tej powierzchni.

Strumień pola elektrycznego

Strumień pola elektrostatycznego (elektrycznego) jest to iloczyn skalarny wektora natężenia pola elektrycznego i wektora powierzchni, przez którą ten strumień przenika.